Конденсационный гигрометр

Как видно из фор­му­лы вы­чис­ле­ния от­но­си­тель­ной влаж­но­сти, в ней фи­гу­ри­ру­ют аб­со­лют­ная влаж­ность, с ко­то­рой мы уже зна­ко­мы, и плот­ность на­сы­щен­но­го пара при той же тем­пе­ра­ту­ре. Воз­ни­ка­ет во­прос, каким об­ра­зом опре­де­лять по­след­нюю ве­ли­чи­ну. Для этого су­ще­ству­ют спе­ци­аль­ные при­бо­ры. Мы рас­смот­рим кон­ден­са­ци­он­ный гиг­ро­метр - при­бор, ко­то­рый слу­жит для опре­де­ле­ния точки росы.

Опре­де­ле­ние. Точка росы- тем­пе­ра­ту­ра, при ко­то­рой пар ста­но­вит­ся на­сы­щен­ным.

Внутрь ем­ко­сти при­бо­ра на­ли­ва­ет­ся лег­ко­ис­па­ря­ю­ща­я­ся жид­кость, на­при­мер, эфир, внутрь встав­ля­ет­ся тер­мо­метр (6), и с по­мо­щью груши (5) через ем­кость про­ка­чи­ва­ет­ся воз­дух. В ре­зуль­та­те уси­лен­ной цир­ку­ля­ции воз­ду­ха на­чи­на­ет­ся ин­тен­сив­ное ис­па­ре­ние эфира, тем­пе­ра­ту­ра ем­ко­сти из-за этого по­ни­жа­ет­ся и на зер­ка­ле (4) вы­сту­па­ет роса (ка­пель­ки скон­ден­си­ро­вав­ше­го­ся пара). В мо­мент по­яв­ле­ния на зер­ка­ле росы с по­мо­щью тер­мо­мет­ра за­ме­ря­ет­ся тем­пе­ра­ту­ра, вот эта тем­пе­ра­ту­ра и яв­ля­ет­ся точ­кой росы.

Что же де­лать с по­лу­чен­ным зна­че­ни­ем тем­пе­ра­ту­ры (точки росы)? Су­ще­ству­ет спе­ци­аль­ная таб­ли­ца, в ко­то­рую за­не­се­ны дан­ные – какая плот­ность на­сы­щен­но­го во­дя­но­го пара со­от­вет­ству­ет каж­дой кон­крет­ной точке росы. Сле­ду­ет от­ме­тить по­лез­ный факт, что при уве­ли­че­нии зна­че­ния точки росы рас­тет и зна­че­ние со­от­вет­ству­ю­щей ей плот­но­сти на­сы­щен­но­го пара. Иными сло­ва­ми, чем теп­лее воз­дух, тем боль­шее ко­ли­че­ство влаги он может со­дер­жать, и на­о­бо­рот, чем воз­дух хо­лод­нее, тем мак­си­маль­ное со­дер­жа­ние в нем пара мень­ше.

Волосной гигрометр

Рас­смот­рим те­перь прин­цип дей­ствия дру­гих видов гиг­ро­мет­ров, при­бо­ров для из­ме­ре­ния ха­рак­те­ри­стик влаж­но­сти (от греч. hygros влаж­ный и metreo из­ме­ряю).

Во­лос­ной гиг­ро­метр - при­бор для из­ме­ре­ния от­но­си­тель­ной влаж­но­сти, в ко­то­ром в ка­че­стве ак­тив­но­го эле­мен­та вы­сту­па­ет волос, на­при­мер, че­ло­ве­че­ский.

Дей­ствие во­лос­но­го гиг­ро­мет­ра ос­но­ва­но на свой­стве обез­жи­рен­но­го во­ло­са из­ме­нять свою длину при из­ме­не­нии влаж­но­сти воз­ду­ха (при уве­ли­че­нии влаж­но­сти длина во­ло­са уве­ли­чи­ва­ет­ся, при умень­ше­нии – умень­ша­ет­ся), что поз­во­ля­ет из­ме­рять от­но­си­тель­ную влаж­ность. Волос на­тя­нут на ме­тал­ли­че­скую рамку. Из­ме­не­ние длины во­ло­са пе­ре­да­ёт­ся стрел­ке, пе­ре­ме­ща­ю­щей­ся вдоль шкалы.

При этом сле­ду­ет пом­нить, что во­лос­ной гиг­ро­метр дает не точ­ные зна­че­ния от­но­си­тель­ной влаж­но­сти и ис­поль­зу­ет­ся пре­иму­ще­ствен­но в бы­то­вых целях.

изобретение для измерения влажности воздуха с использованием волоса принадлежит швейцарцу Орасу Бенедикту де Соссюру. В 1783 году он сконструировал прибор, в котором в качестве реагента использовал человеческий волос, способный менять свою длину при изменении уровня влажности. Эта реакция передавалась металлической рамке, на которой был закреплен волос, и приводилась в движение стрелка, показывая значение на циферблате. С помощью такого устройства можно было делать измерения в диапазоне от 30 до 90% с погрешностью около 2,5 %. Для того времени это был прорыв. Чуть позже волос заменили полимерной пленкой, а название «волосной гигрометр» так и осталось.

Такой прибор в своё время использовали на метеостанциях.

Сегодня наибольшее распространение получили электронные гигрометры. Это компактные приборы, у которых имеется специальный датчик, реагирующий на молекулы воды и передающий данные микропроцессору. Полученное значение выводится на дисплей, также у многих устройств имеется встроенная память, что позволяет сохранять результаты. Электронный гигрометр удобен в эксплуатации, так как помещается в руке и имеет простое управление. Работает он от батареек.

Проследив эволюцию прибора от простейших весов до высокотехничного электронного устройства, мы убеждаемся, что необходимость измерения влажности неизменно актуальна как несколько веков назад, так и сегодня. Теперь поговорим подробнее о том, какие существуют электронные измерители влажности и для чего их используют.